2. Наукова новизна отриманих результатів.

Новизна полягає в обґрунтуванні концепції, яка передбачає, що контроль оборотності термодинамічних властивостей сировини, дозволить науково обґрунтувати вибір раціональних технологічних прийомів, що забезпечують наближення товарознавчих властивостей замороженої сировини або продуктів до їх натуральних властивостей та скласти товарознавчі паспорти на заморожену харчову продукцію, а також управляти її якістю та безпечністю на всіх етапах життєвого циклу.

В межах сформульованої наукової концепції вперше розроблено теоретичну модель досягнення оборотності товарознавчих властивостей на основі варіювання технологічних прийомів та режимів попередньої підготовки рослинної сировини при виробництві заморожених напівфабрикатів.

Подальший розвиток отримали теоретичні положення процесу заморожування рослинної сировини, що підлягала операціям попередньої підготовки, а саме:

- обґрунтована доцільність використання попередньої теплової обробки, часткового зневоднення, стабілізаторів структури та харчових добавок в технологіях заморожених напівфабрикатів із рослинної сировини;

- встановлено, що формування функціонально-технологічних властивостей заморожених напівфабрикатів досягається шляхом регулювання параметрів процесу заморожування (температура, швидкість) та його тривалості. Експериментальним шляхом науково обґрунтовані найбільш раціональні значення цих параметрів в залежності від виду заморожених напівфабрикатів;

- встановлено, що застосування режиму тушіння до неповної готовності (0,7) і часткового зневоднення (0,95) досліджуваної овочевої суміші сприяє забезпеченню стабільності термодинамічних і фізико-хімічних властивостей, безпечності заморожених напівфабрикатів для перших і других страв в процесі холодильного зберігання. Також доведено позитивний ефект застосування стабілізаторів структури та консистенції в технологіях виробництва заморожених напівфабрикатів із плодово-ягідної сировини. Науково обґрунтована і, дослідним шляхом, підтверджена раціональність введення рослинних добавок в рецептурний склад дріжджового тіста, призначеного для заморожування. Це дозволяє інтенсифікувати технологічний процес, розширити сировинну базу виробництва заморожених напівфабрикатів із рослинної сировини;

- експериментально перевірена та доведена безпечність застосування операцій теплової обробки, часткового зневоднення, стабілізації та введення рослинних добавок, що не вимагає внесення коректив до переліку нормованих показників безпечності та проведення додаткових методів аналізу.

Комплексними дослідженнями визначені функціонально-технологічні, структурно-механічні, органолептичні, фізико-хімічні, оптичні та термодинамічні характеристики, а також показники харчової, біологічної цінності, безпечності заморожених напівфабрикатів із рослинної сировини.

2.1 Вплив процесів замороження і розмороження продовольчих товарів на їх смакові, зовнішні та нюхові якості.

При заморожуванні і наступному зберіганні продукти під впливом різних процесів зазнають зміни, часто незворотні, тому вихідні їх властивості при розморожуванні відновлюються не повністю.

Розморожування протікає повільніше заморожування при одній і тій же різниці температур, що пов'язано з тим, що умови теплопередачі різні для льоду і води. Для забезпечення фазового переходу льоду у воду необхідний приплив дуже великої кількості теплоти. У той же час теплопровідність льоду в 4 рази більше теплопровідності води. При заморожуванні спочатку замерзають поверхневі шари, їх теплопровідність збільшується, підвищується теплообмін, що і прискорює процес заморожування. При розморожуванні в першу чергу розморожуються поверхневі шари, що призводить до різкого зниження теплопровідності та теплообміну і відповідно до зменшення швидкості самого процесу. Уповільнення процесу в основному доводиться на самий критичний діапазон температур (в районі точки плавлення льоду). При розморожуванні (особливо крупних об'єктів) це пов'язано з перекристалізацією, що може викликати додаткове ушкодження тканин.

На якість розмороженого продукту істотно впливають швидкість і кінцева температура заморожування: якість продуктів, що швидко заморожених при низьких температурах (мінус 30 ° С і нижче), зберігається краще, ніж при повільному заморожуванні. Для збереження високої якості швидкозаморожених харчових продуктів необхідно також швидко розморозити.

За прогнозами фахівців швидке заморожування як метод якісного консервування продуктів харчування, що забезпечує наступне тривале зберігання при низьких температурах, займає перше місце. Швидкозаморожені продукти будуть широко використовуватися в харчуванні, торгівлі.

У країнах Західної Європи, США, Японії споживання таких продуктів досягає 105-130 кг на людину на рік, зростаючи щороку на 8-9%. Асортимент їх дуже широкий: овочі, ягоди, плоди, зелень, напівфабрикати, перші й другі справи, хлібобулочні вироби, торти, пироги, салати, десерти тощо.

У чому полягає причина такої популярності швидкозаморожених продуктів, їх переваги?

Насамперед швидкозаморожені продукти зберігають усі свої вихідні властивості і якості протягом всього терміну зберігання (при дотриманні заданих температурних режимів).

Швидкозаморожені продукти зручні у приготуванні, на кулінарну обробку витрачається небагато часу.

Їхня розфасовка, дозування, порційність роблять їх зручними для будь-якого споживача. А зазначення на їхній упаковці змісту жирів, протеїнів, вітамінів, калорійності тощо створює передумови для організації раціонального харчування.

Власники сучасних холодильників і морозильників можуть самі заготовити подібну продукцію вдома, особливо в сезон, колі і якість відмінна, й ціни найнижчі.

Йдеться про «дарунки природи», що не потребують термічної кулінарної обробки перед уживанням (огірки, помідори, солодкий перець, яблука, персики, слива, полуниця, вишня, абрикоси, дині, пряна зелень та ін.). Далі розглядаються основи технології холодильного консервування, яке можливе лише в морозильниках та сучасних холодильниках.

Насамперед слід визначити морозильний «потенціал». Місткість морозильника (холодильника) складає 50-60% його ємності.

Потім визначитися з асортиментом продуктів, призначених для консервування холодом. Звичайно, у кожного можуть бути свої уподобання, але доцільно консервувати холодом найбільш корисну (багату на вітаміни) й улюблену в родині продукцію, у першу чергу ту, яка практично відсутня у зимово-весняний період.

Вплив процесів заморожування і розморожування на якість продуктів у розмороженому стані дослідники пояснюють з позицій теорії кристалізації води. Швидкість заморожування - вирішальний чинник, що впливає на кількість, розміри і рівномірність розподілу кристалів льоду в тканинах. Від розмірів кристалів залежить ступінь збереження цілісності природної структури тканин. Якщо кристали льоду невеликі і їх розміщення приблизно відповідає природному розподілу рідини в м'язовій тканині, то колоїдні системи продуктів не зазнають значних змін і повніше відновлюються після розморожування.

Ступінь руйнування структурних елементів тканин залежить також від глибини автолітичних процесів в момент заморожування. Крім того, при зберіганні відбуваються збільшення кристалів льоду, подальше поглиблення автолітичних процесів, «старіння» білкових колоїдних систем і мембран клітин. Зміни колоїдної структури тканини, що викликаються перерозподілом води і збільшенням концентрації рідкої фази при заморожуванні, відображаються на величині вологозвязаної здатності після розморожування. Вона тим більше, чим вище швидкість і нижче температура заморожування.

Основними чинниками, що викликають утворення і рясне витікання клітинного соку при заморожуванні-розморожуванні, є денатурація білків в результаті відокремлення води від білкової субстанції; зростання концентрації мінеральних речовин в розчинах, що містяться всередині і поза волокон; механічний вплив кристалів льоду на стінки м'язових волокон і сполучнотканинного між волоконного прошарку і т.д.

Ступінь впливу цих факторів визначається швидкістю кристалоутворення і глибиною фазового перетворення води. Максимальна кількість води переходить в лід при заморожуванні продуктів при температурі від мінус 1 до мінус 5° С. У зв'язку з цим інтенсивність теплообміну при проходженні температурної зони від мінус 1 до мінус 5 ° С при заморожуванні і від мінус 5 до мінус 1 ° С при розморожуванні має велике значення для отримання продукту високої якості. Чим швидше пройдений цей температурний інтервал при заморожуванні і розморожуванні продуктів з тканинною структурою, тим менше соку витече з розмороженого продукту, тим краще буде його якість.

Зміни, що відбуваються в харчових продуктах на всіх етапах холодильної обробки (охолодження, заморожування, зберігання), стають помітними тільки в розморожених вигляді і проявляються в витіканні клітинного соку, його кількість і склад. Природно, характер і глибина змін залежать як від умов холодильної обробки, так і від способу і швидкості розморожування.

Щоб відновилося вміст вологи в тканині, волога повинна спочатку пройти фазове перетворення (лід-вода), потім проникнути і відновитися в тих білкових субстанціях та колоїдних системах, з яких вона дифундувати в міжклітинний і міжволоконний простору при заморожуванні і зберіганні за допомогою дифузійно-осмотичних сил .

Здатність білкових субстанцій і колоїдних систем поглинати і зв'язувати вологу визначається їх біологічною активністю, яка залежить від режимів холодильної обробки продуктів, включаючи і розморожування.

У початковий період повільного розморожування м'язова тканина виявляється під впливом концентрованих сольових розчинів, що викликає часткову денатурацію білків і руйнування колоїдних систем. Останні сприяють у свою чергу утворення і витікання соку після розморожування та під час подальшої обробки.

Крім того, при повільному розморожуванні швидкозаморожених продуктів спочатку відбувається укрупнення кристалів льоду, яке супроводжується пошкодженням структури тканини і сприяє витіканню соку з продуктів.

При швидкому розморожуванні дію концентрованих розчинів менш виражено, тому спостерігається лише незначне виділення соку. В той же час поєднання швидкого розморожування з повільним заморожуванням в значній мірі знижує якість продукту.

Інтенсифікація процесу розморожування шляхом збільшення різниці температур за рахунок застосування більш теплою середовища може призвести до виникнення місцевих перегрівів поверхні, що негативно позначається на якості продукту.

При підвищенні температури може також відбутися мікробіального псування поверхневих шарів продукту до розморожування внутрішніх шарів.